盾构机密封舱渣土非线性本构模型参数识别

根据密封舱改性渣土的三轴压缩实验数据,建立了基于优化方法的Duncan-Chang双曲线本构模型参数反演方法。为了解决参数识别反问题解的不稳定性问题,在Gauss-Newton优化迭代算法的基础上,提出了正则化参数反演方法。实际应用结果表明,所提出的反演方法具有较快的收敛速度和较强的鲁棒性,预测的实验模型变形与实验值吻合较好。     

土工格栅加筋边坡渐进破坏可靠性分析

多数边坡破坏过程可持续数月或数年的事实,说明边坡破坏是一渐进过程,为此详细阐述了土工格栅加筋边坡渐进破坏二维可靠性分析的基本原理和分析方法,并采用Monte-Carlo随机模拟方法对坡高10m,坡角θ分别为30°、45°、60°的3种均质粘性土加筋边坡进行了渐进破坏可靠性计算.计算结果表明:加筋能明显改善边坡的渐进破坏性能,降低其初始破坏概率和整体破坏概率;随着土工格栅加筋层数或格栅许用拉力的增加,加筋边坡的初始破坏概率和整体破坏概率都会大幅下降.     

考虑各向异性效应的阻滑桩加固土坡稳定性分析

基于极限分析上限定理与土的抗剪强度折减系数概念,建立了考虑各向异性效应的c-型土坡稳定极限平衡状态方程.由此确定土坡的稳定安全系数及其相应的潜在破坏模式.进而对在给定荷载条件下不能满足抗滑稳定性要求的土坡,采用阻滑桩加固方式,根据桩侧有效土压力的合理分布模式确定桩体与滑动面相交的截面上等效抗滑力和抗滑力矩;利用极限分析上限定理建立阻滑桩加固各向异性土坡的极限平衡状态方程,将桩侧土压力作为目标函数,运用数学规划方法确定极限平衡状态时的临界桩侧有效土压力,以此进行阻滑桩的结构设计.数值计算给出了阻滑桩的最优加固位置.     

固体废弃物生物降解时污染物运移过程一维数值分析

废弃物降解对污染物的运移机理具有十分重要的影响．基于固体废弃物生物降解效应,针对含水层位于地表下某一有限深度的情况,提出了分析固体废弃物填埋场污染物运移过程的一维计算模型．该模型中包含了污染物在饱和土中的对流、弥散和地球化学反应等运移机理．基于变动参数比较计算结果,通过分析表明：在大多数实际情况下,填埋场地下水中污染物浓度于某一时刻达到峰值,之后随时间增长降低．粘土垫层渗透速度及其吸附性是控制污染物运移过程的最重要因素,同时,粘土垫层厚度和含水层渗流速度的影响也不容忽略．     

土与结构间一种新的接触单元模型

将非线性弹性理论与弹塑性理论相结合,对于土与结构间接触面切线方向提出了一种非线性弹性-理想塑性本构模型,用于模拟土与结构相互作用体系中切向变形与破坏机理.该模型将接触带内的变形分为剪切变形与错动变形两部分,对于法线方向采用法向应力与法向相对变形之间的非线性模型.将该模型与有厚度接触面单元相结合,提出了一种用于有限元计算的接触带单元.详细推导了该模型的弹塑性矩阵以及应力修正方法.     

考虑固结效应的筏板基础与地基共同作用弹塑性数值分析

地基固结作用呈现明显的非线性特征，对建筑物沉降变形的影响不容忽视，为此，基于Biot固结理论，对于地基土采用Mohr—Coulomb理想弹塑性模型，对筏板基础与地基共同作用问题进行了非线性固结弹塑性有限元数值分析．计算结果表明地基中孔隙水压力的消散及其相关的Mandel—Cryer效应与筏板基础的内力变形特性的时间效应具有密切的联系，地基固结作用对筏板-地基共同作用体系的内力变形特性具有显著的影响．因此，在结构-地基相互作用分析与工程设计中考虑地基固结效应是十分必要的．     

考虑格栅蠕变性的筋土复合体应力计算方法

将土工格栅加筋土作为宏观均匀的各向异性材料，假定加筋土宏观应力由土和筋材两种微观应力所组成，格栅与土之间不发生相对滑动，土为理想弹塑性材料并满足Mohr—Coulomb破坏准则，格栅为粘弹性材料；通过引入格栅蠕变模型。建立了筋-土复合体应力计算方法，进而探讨了格栅蠕变参数、土的变形与强度参数对筋-土复合体应力状态的影响．结果表明：筋-土相互作用效应将加速埋置于土中的格栅应力松弛过程；当格栅变形模量较低时，对复合材料中土到达塑性状态所需要的时间影响较大，且土体塑性到达时间对土的内摩擦角具有较强的依赖性，土和格栅的微观应力随土的内摩擦角增大而减小，而格栅的微观应力随加筋层间距的增大而增大．     

循环波压力下软基上大圆筒防波堤数值分析

基于忽略土骨架和孔隙水惯性效应的广义Biot固结理论的简化形式,采用前人提出的改进剑桥弹塑性动力本构模型以模拟软黏土在循环荷载作用下的变形、超静孔隙水压力累积效应,对于循环波压力作用下软土地基与大圆筒结构物耦合系统进行了弹塑性有效应力有限元分析,探讨了不同波高条件下大圆筒结构的不同变形模式以及失稳机理.计算结果初步表明:当波高较大时,大圆筒结构与地基耦合系统的瞬时位移较大,残余变形相对较小;而当波高较小时,大圆筒结构与地基耦合系统的残余位移相对较大.     

高围压下岩石椭圆裂纹面构型变化规律

采用复变函数和保角变换的方法,对受压条件下张开型裂纹面的变形规律进行了分析,得出了变形过程中裂纹面新构型的参数方程,并给出了新的裂纹面构型的保角变换关系式;考虑到椭圆裂纹面在高围压下产生的较大变形,采用几何非线性的分析方法分析了构型方程参数的理论解,并与小变形线性方法的结果进行了对比分析,表明采用小变形结果误差不大.扩充了受压条件下岩石张开型裂纹的非奇异断裂理论,为研究受压条件下裂纹面的闭合规律和裂纹变形对断裂破坏规律的影响提供了理论依据.     

多孔介质海床对波浪传播影响理论分析

假定海床为刚性、不透水边界的传统波浪理论难以模拟多孔介质海床对波浪传播的消能影响.基于完全动力响应模式,建立了能够考虑波浪-海床相互作用的波散方程,通过变动海床厚度、海洋土渗透系数和饱和度及波浪角频率,采用复波数解析方法,围绕量纲一参量波长比和能量衰减因子进行数值计算和参量分析,结果表明波浪在传播过程中会受到海床不同程度的消能作用,表现为波幅衰减及对应的波长变化.